RÉSONANCE, chimie

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Définition

Le problème de la détermination de la structure d'une molécule et de ses propriétés se ramène à la résolution de l'équation de Schrödinger correspondante. Mais cette équation différentielle du second ordre n'est pas intégrable dans le cas général, et des solutions approchées doivent être recherchées. Parmi les méthodes utilisées, le calcul des variations constitue un procédé de choix. Il consiste à chercher pour solution approchée de l'équation de Schrödinger une combinaison linéaire de fonctions d'onde que l'on se donne a priori et auxquelles on demande de former une base de développement acceptable. Dans le cas particulier des molécules, on peut choisir pour base des fonctions d'onde décrivant les diverses paires d'électrons localisées, selon les conceptions classiques, soit entre deux atomes, soit sur un atome. Dans le premier cas, la paire d'électrons est schématisée par un tiret entre les atomes ; dans le second, ou bien on a une paire d'électrons libres, représentés par deux points, comme dans l'ammoniac : NH3, ou bien on a des ions.

Par construction, la fonction d'onde est donc une combinaison linéaire des diverses fonctions de base introduites. Pour la molécule d'hydrogène, par exemple, on prendra pour base de développement les fonctions correspondant aux trois formes limites : H−H, H+H- et H-H+. Par analogie avec le cas des oscillateurs couplés (cf. oscillateurs et vibrations mécaniques), Pauling a parlé de résonance entre les formes limites qui joueraient ainsi le rôle des oscillateurs indépendants primitifs. Symboliquement, on présente la structure réelle par le schéma conventionnel :

qui évoque une oscillation des charges électroniques d'une forme à l'autre. On notera l'utilisation de la flèche double qui ne doit pas être confondue avec les deux flèches orientées en sens inverse l'une par rapport à l'autre (⇌) servant à indiquer un équilibre entre les constituants réellement présents dans un système chimique. Il est question ici d'une espèce chimique unique, intermé [...]

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Écrit par :

  • : professeur émérite à l'université de Provence

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Pour citer l’article

André JULG, « RÉSONANCE, chimie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/resonance-chimie/